世界首个具备虚拟同步机功能新能源电站建成投运

作者: | 发布日期: 2017 年 12 月 29 日 9:28 | 分类: 产业资讯

12月27日,世界首个具备虚拟同步机功能的新能源电站在位于张北的国家风光储输示范电站建成投运。

虚拟同步机技术的应用,将对推动能源转型,构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重大而深远的意义。

虚拟同步机技术有多厉害?简言之,该技术能使新能源机组由“我行我素”的“自转”变为“协调统一”的“公转”,主动支撑电网频率、电压波动,有力保障电网安全稳定运行。

国家风光储输示范电站。赵秉忠/摄

随着新能源发电的大量接入,电网稳定性受到不同程度的冲击。驯服有个性的新能源发电这个“小伙伴”非一日之功。新能源虚拟同步机科技示范工程历时两年,是国家电网公司十大科技创新示范工程之一。

攻坚克难,还要集众智聚群力。国网冀北电力协同中国电科院、许继集团、南瑞集团等单位开展了关键技术攻关和装备研制,全面掌握了虚拟同步机核心技术,为大规模新能源友好并网提供了新的技术手段,进一步巩固了我国在相关领域技术引领地位。

新能源虚拟同步机科技示范工程投运暨技术成果研讨会。赵秉忠/摄

工程建成投运后,提升了电网安全稳定运行水平,为新能源友好并网提供标准典范,对建设国家张家口可再生能源示范区和我国清洁能源大规模开发利用具有重要意义。

工程复杂程度高,涉及领域广,共改造了59台风机、容量118兆瓦,改造24台500千瓦光伏逆变器、容量12兆瓦,新建2套5兆瓦电站式虚拟同步机。

国家风光储输示范电站。赵秉忠/摄

为确保工程质量,国家电网公司组织相关单位深入研究反复论证与周密筹备、确定改造施工方案,以专业化支撑和精益化落实为保障,多维度搭建“统筹总揽、上下协同、分工明确”联合工作组织体系,以明确的时间表、路线图和任务池,集全公司之力、聚全公司之智,攻克了由理论到实践的诸多难题,成功对现有风机的控制软件、光伏发电的逆变器和控制系统进行全面改造。

据悉,示范工程取得五方面成果:

一是构建了虚拟同步机应用理论。

揭示了虚拟同步机的并网稳定和故障穿越机理,解决了并网适应性关键技术问题,为虚拟同步机工程化应用奠定了理论基础。

二是成功研制了三类虚拟同步机装置。

在虚拟同步机抑制系统振荡、多机间的有功/无功优化分配、大容量变流器低电压穿越、多模式运行控制无缝切换等方面取得12项关键技术突破,建成投运风电、光伏和电站式三类虚拟同步机。

三是建立了虚拟同步机装备试验检测体系。

提出现场试验方法,构建基于RT-LAB的半实物仿真平台,具备虚拟同步机一次调频、无功功率控制等全项、全工况试验能力,实现型式试验、实验室半实物仿真和现场试验的综合互补。

四是全面验证了虚拟同步机的性能。

建成了技术路线最丰富的虚拟同步机验证平台,完成了世界首次基于虚拟同步机的新能源电站黑启动试验,验证了三类虚拟同步机的性能指标和在大规模新能源汇集地区应用的可行性,填补了虚拟同步机技术研究和示范应用空白。

五是提出了虚拟同步机应用推广建议。

国家风光储输示范电站。赵秉忠/摄

基于技术经济对比分析,首次提出储能优化配置方案和风机转速综合恢复策略,解决了实际运行难题,形成了风储配合的应用模式。

有能者,担大任。在推进±500千伏柔性直流电网、低碳冬奥智能电网、风电清洁供暖、电动汽车智能互动充电等科技示范工程建设、打造张家口可再生能源智能电网示范区,助力国家张家口可再生能源示范区建设等方面,国家电网公司都在争取做出新的更大贡献。

来源:中国能源报

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